3D Studio MAX Изнутри

ГЛАВА 9

Использование модификаторов форм

Подобно большинству объектов в 3DS МАХ к формам можно применять модификаторы. Конечно, все предыдущее обсуждение Edit Spline имело отношение к модификатору специального назначения, рассчитанного на работу исключительно с объектами форм, а в разделах об анимации трансформаций подобъекта применялся модификатор XForm.

Модификаторы, поставляемые с 3DS МАХ, в случае их применения к объекту формы обеспечивают, од но из двух: они модифицируют геометрию формы, оставляя форму формой, или преобразуют форму в каркас и модифицируют геометрию каркаса.

Применение к сплайнам геометрических модификаторов

Применение геометрических модификаторов к форме подобно применению модификатора к любому другому объекту. Примеры применения модификаторов к формам показаны на рисунке 9.27. Применение модификаторов к объектам форм и выполнение анимации с модификаторами открывает широкие возможности моделирования. Представьте себе только возможности анимации формы, используемые для создания поверхности кругового вращения или анимацию пути Loft.

Один важный момент, который следует помнить при применении модификаторов к формам, заключается в том, что большинство форм являются плоскими (или, по крайней мере, они начинаются плоско); форма не имеет размера вдоль локальной оси Z. По случайному стечению обстоятельств большинство модификаторов по умолчанию оказывают воздействие именно по локальной оси Z объекта.

Если к форме применяется модификатор и создается впечатление, что он не оказывает эффект, проверьте активную ось модификатора. Если форма является плоской, выберите в качестве активной ось Х или Y.

Преобразование форм в плоские каркасы

Общепринятым методом моделирования знаков, шаблонов поверхности или очень тонких объектов является преобразование плоской формы в каркас. Тот факт, что для знаков и меток не используется текстурная карта, может вызвать удивление. Текстурные карты очень хорошо подходят для большинства знаков и меток, но если метку необходимо рассматривать с близкого расстояния или обеспечивать острые ребра, может оказаться создание плоской геометрии более предпочтительным.

Многие модификаторы преобразуют форму в объект каркаса, и наиболее очевидным модификатором для этого является EditMesh. Другими модификаторами, которые можно использовать для преобразования форм в каркасы, являются любые модификаторы поверхности, подобные Normal (нормальная). Smooth (гладкая) или Material (материал). Модификаторы поверхности просты и не несут в себе потенциал увеличения накладных расходов по памяти, как в случае модификатора EditMesh.

Вытягивание сплайнов

Используйте модификатор Extrude (вытянуть) каждый раз, когда речь идет о форме, которую необходимо вытянуть вдоль прямой линии. В следующей главе описывается создание объектов Loft, способных вытянуть любое количество форм вдоль сплайна практически любого вида. Но для вытягивания одной формы вдоль прямой линии Extrude является наилучшим выбором.

Можно виртуально вытянуть любую форму, включая формы с разомкнутыми сплайнами, образующими листы или поверхности, похожие на ленты. Однако, некоторые формы работают лучше других. Например, формы с перекрывающимися сплайнами или сплайны, которые пересекаются, могут давать странные результаты, если включена опция создания наконечников. Примеры вытянутых форм показаны на рисунке 9.28.

При вытягивании форм основными понятиями является величина вытягивания (Extrusion amount) и количество сегментов:

• Величина (Amount). Установите длину вытягивания, которая измеряется вдоль локальной оси Z формы. Большинство форм плоско лежат на своих локальных плоскостях XY, создавая вытягивания с плоской верхушкой. Если вытягивается форма, содержащая сплайны, которые вращаются вне своей локальной плоскости XY, можно создать перекошенные или срезанные по диагонали вытягивания. На рисунке 9.29 показан результат вытягивания формы, если для вращения одного из сплайнов вне плоскости XY используется Edit Spline.

• Сегменты (Segments). Установите количество делений вдоль длины вытягивания. Если планируется изгибать или как-то иначе деформировать результат вытягивания посредством другого модификатора, следует увеличить количество сегментов.

При вытягивании формы выбор можно делать из следующих опций:

• Создание наконечников (Capping). Наконечник можно создать на любом или на обеих концах вытягивания, имея при этом возможность выбора между методами создания наконечников - Morph или Grid. Метод создания наконечников Morph использует меньшее количество граней, но не выполняет деформацию так хорошо, как это делает метод Grid. Метод Morph необходим в случае дальнейшего использования вытянутых объектов в качестве целей морфинга.

• Генерация координат проецирования (Generation Mapping Coordinates). Отметка этого флажка применяет координаты проецирования к вытянутым сторонам для использования проецируемых материалов. Применение координат распределения к наконечникам объекта осуществляется вручную.

• Вывод (Output). Выбор определяет результат вытягивания - каркасный объект или лоскутный объект. Правильный выбор существенно зависит от того, что планируется делать с объектом. Выбор по умолчанию Mesh подходит для большинства целей.

Вращение сплайнов

Для генерации поверхности кругового вращения к объекту формы применяется Lathe (вращать). Поверхность вращения является чем-то, что можно создать в виде Loft, но применяя Extrude, однако если круговое вращение вокруг дуги совершает одна форма, Lathe является лучшим выбором.

Как и в случае Extrude, можно виртуально вращать любую форму. На рисунке 9.30 показаны примеры форм вращения.

Наиболее важными решениями при вращении форм являются установка опций оси Lathe и установка поверхности кругового вращения.

Установка оси Lathe

По умолчанию расположение оси Lathe начинается с центра создания формы и выравнивается с локальной осью Y формы. Центр создания - это расположение по умолчанию точки вращения после создания формы.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Если необходимо изменить положение сплайна по отношению к точке вращения формы, для перемещения сплайна лучше использовать Edit Spline, а не Adjust Pivot (отрегулировать точку вращения).

Если вместо положения оси по умолчанию требуется использовать что-то другое, доступны четыре выбора:

• Min (минимум). Щелкните на Min для расположения оси на отрицательной границе оси Х формы.

• Center (центр). Щелкните на Center для расположения оси в геометрическом центре формы. В зависимости от типа выполняемого на форме редактирования геометрический центр может либо совпадать, либо нет с центром создания по умолчанию.

• Мах (максимум). Щелкните на Мах для расположения оси на максимальной границе оси Х формы.

• Sub-Object (подобъект). Щелкните на Sub-object и вручную перемещайте или вращайте ось для помещения ее в требуемое место. К оси Lathe можно также применить неоднородное масштабирование для создания эллиптических поверхностей кругового вращения (см. рис. 9.31). Обычно масштабирование следует применять вдоль активной оси Lathe.

После использования любого из этих четырех методов для расположения оси Lathe нет гарантированного метода для сброса оси в место расположения по умолчанию. Чтобы вернуться к расположению оси по умолчанию следует удалить модификатор Lathe и затем повторно применить его.

Ориентацию оси Lathe можно установить посредством трех кнопок ориентирования. Щелкайте на кнопках X, Y или Z для выравнивания оси Lathe с локальной осью выбранной формы. При выборе оси Lathe необходимо учитывать следующие проблемы:

• По умолчанию ориентация оси Lathe выравнивается с локальной осью Y формы.

• Если выбрать выравнивание оси Lathe с локальной осью Х формы, кнопки Min, Center и Мах использовать нельзя. При выравнивании с осью Х ось Lathe необходимо перемещать вручную.

• Большинство форм, которые вращаются, являются плоскими, что делает основными выборами оси Х и Y. Вращение вокруг оси Z используется только в том случае, если форма не лежит на локальной плоскости XY.

Управление поверхностью кругового вращения

Три опции поверхности кругового вращения управляют степенью кругового вращения и сложностью генерируемого каркаса:

• Градусы (Degrees). Устанавливает количество градусов кругового вращения. В случае использования значений меньших 360° вероятно следует отметить Capping в начале и в конце формы вращения.

• Сегменты (Segments). Устанавливает количество промежуточных копий формы, которые необходимо создать в процессе вращения. Большие значения для сигментов приводят к созданию более гладких вращении, тогда как малые значения порождают грубые поверхности или даже геометрические рамки Если необходима круглая форма, для кругового вращения на 360° обычно требуется 16 и более сегментов. Меньшие значения (от 4 до 8) используются для создания обычных геометрических рамок, как показано на рис. 9.32.

• Объединить главные вершины (Weld Core). Главные вершины - это вершины формы, лежащие на оси Lathe. Каждая главная вершина формы дублируется для каждого сегмента вращения, что приводит к "накоплению" большого количества вершин у центра и может вызвать ошибки визуализации. Weld Core следует отмечать всякий раз, когда вершина формы лежит на оси Lathe. Снятие отметки Weld Core может потребоваться при создании целей морфинга и необходимости сохранения предсказуемого числа вершин.

Опции создания наконечников и выбор между типами вывода Mesh и Patch такие же, как и для Extrude. Lathe включает в себя флажок Generate UV Coordinates (генерировать UV-координаты) для применения координат распределения к сторонам объекта вращения. Если не используется полный оборот в 360°, к наконечникам координаты распределения применяются вручную.

Создание фасок на сплайнах

В 3DS МАХ R1.1 был введен новый модификатор Bevel (фаска), используемый для вытягивания и создания фаски на форме. Этот модификатор в основном применяется для классического текста с фаской и обработок логотипов (см. рис. 9.33).

Точно так же, как для Extrude и Lathe, объекты с фаской можно создавать как объекты лофтинга. Для большинства ситуаций, в которых необходима классическая фаска, Bevel представляет собой наилучший выбор. При выполнении фаски основное внимание следует уделить:

• Установке значений Bevel.

• Выбор ребра для обработки.

• Ликвидация пересечений ребер.

Установка значений для Bevel

Создавайте объект с фаской путем установки для Bevel следующих значений:

• Уровни (Levels). Для всех объектов с фасками требуется минимум два уровня - начальный и конечный. Поле Start Outline (начальный контур) является единственным параметром для начального уровня. Считайте начальный уровень уровнем Level 0. Level 1 по умолчанию является конечным уровнем для объекта с двумя уровнями. Можно разрешить еще два дополнительных уровня. Уровень с самым высоким номером всегда считается конечным уровнем.
  Обработка классической фаски использует все четыре уровня. Рисунок 9.34 показывает классическую фаску и идентифицирует одну из возможных организаций уровней.

• Контур (Outline). Указывает насколько большим или меньшим является уровень по сравнению с предыдущей формой уровня. Значение представляет собой расстояние, выраженное в текущих единицах, от ребра предыдущей формы до ребра контурной копии формы. Начальный контур представляет отличие между начальной формой и формой оригинала.
  Ключевым моментом, который следует помнить при установке значений контура, является то, что значение всегда является изменением по отношению к предыдущей форме. Например, объект с классической фаской в 5.0 единиц использует следующие значения контура:

  Start Outline: 0.0 (нет отличий от формы оригинала) Уровень 1. Outline: 5.0 (фаска наружу 5.0 единиц) Уровень 2. Outline: 0.0 (сохраняет тот же размер, что и уровень 1) Уровень 3. Outline: -5.0 (фаска назад к форме оригинала).

  
  Если посмотреть на предыдущий список, то основными правилами для создания классических фасок с четырьмя уровнями являются:

  В поле Start Outline устанавливается основной размер фаски. Уровни 1 и 3 имеют одинаковые значения, но противоположные знаки. Если необходима фаска 45°, значение Height для уровней 1 и 3 положительны и равны значению Outline. Уровень 2 всегда равен 0.

  
  Понимая то, что начальный контур задает базовый размер объекта, можно устанавливать состояния фаски для уровней 1, 2 и 3 и затем экспериментировать с общим размером объекта путем изменения начального контура.

• Высота (Height). Устанавливает расстояние от предыдущего уровня до текущего, которое измеряется вдоль локальной оси Z формы. Для классических фасок значения Height всегда положительны и обычно равны. Комбинируя наибольшие положительные и отрицательные значения, можно создавать интересные вариации фасок. На рисунке 9.35 показан объект со следующими значениями фаски:

  Start Outline: 3.0 Уровень 1. Outline: 0.0, Height: 20.0 (поднимается прямо вверх без фаски) Уровень 2. Outline: -5.0, Height: 0.0 (создает плоскую верхушку шириной 5.0 единиц) Уровень 3. Outline: 0.0, Height: -5.0 (погружается в форму на 5.0 единиц)

Выбор ребер для обработки

Опции области Surface (поверхность) в свитке Parameters устанавливают как обрабатываются поверхности ребер. В основном опции управляют тем, являются ли стороны плоскими, закругленными или гладкими круглыми сторонами:

• Linear or Curved Sides (линейные или искривленные стороны). Выбирается необходимый тип интерполяции. Curved Sides использует кривую сплайна для интерполяции от одного уровня к следующему. Для просмотра эффекта выбора Curved Sides значение Segments должно быть установлено в значение больше 1.

• Segments (сегменты). Увеличивайте количество сегментов, если используется Curved Sides или планируется выполнение деформации объекта посредством другого модификатора.

• Smooth Across Levels (сглаживание через уровни). Применяет сглаживающие группы для сглаживания граней сторон объекта. Bevel никогда не пытается выполнить сглаживание от сторон в грань объекта. При использовании Curved Sides или множества сегментов следует отметить эту опцию.

Опции распределения UV-координат (Generate UV Coordinates) и создания наконечников типичны для всех объектов за небольшим исключением в том, что понимается под созданием наконечников Тор (верхний) и Bottom (нижний). Большинство объектов с наконечниками имеют метки Start (начало) и End (конец). Объекты не беспокоятся о пространственных взаимоотношениях наконечников. Bevel проверяет высоты по локальной оси Z для начального и конечного уровня. Отметка Тор покрывает уровень с наибольшим значением по локальной оси Z, а отметка Bottom покрывает уровень с наименьшим значением по локальной оси Z.

Ликвидация пересечений

Общие проблемы для текстовых форм с фасками возникают на засечках и там, где форма доходит до точки острее 90°. В случае применения фаски эти области стремятся "отскочить" на большие расстояния и пересечь другие части объекта, как показано на рисунке 9.36.

Для решения проблемы пересечений применяется один из двух методов. Используйте параметры Intersection (пересечение) модификатора Bevel или от редактируйте форму вручную.

Опции в области Intersection в свитке Parameters автоматически предотвращают пересечение уровней.

Отметьте флажок Keep lines from crossing (предохранять линии от пересечения) для включения проверки пересечений.

Введите значение в поле Separation (разделение) для установки минимального расстояния, которое следует поддерживать между ребрами. Это значение может быть установлено в 0.01 единицы, при котором создается фаска, переходящая в точку. Рисунок 9.37 показывает результат отметки Keep lines from crossing для предыдущего объекта с фаской, который содержит пересечения.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Многие проблемы пересечений решаются вручную при помощи Edit Spline. Большинство проблем пересечения вызваны ребрами формы, приходящими в острую точку. Если сделать точку более плоской, можно решить множество проблем, связанных с пересечением.

Для решения проблемы пересечений используется следующий метод:

1. Примените к форме модификатор Bevel и идентифицируйте пересечения.

2. Примените модификатор Edit Spline ниже модификатора Bevel.

3. Используйте Refine для добавления вершины к углу, вызывающему проблемы.

4. Удалите угловую вершину.

5. По выбору для линеаризации установите сегмент между двумя новыми вершинами.

6. Выберите модификатор Bevel из Modifier Stack и проверьте результаты.

На рисунке 9.38 показан объект из рисунка 9.37 после применения приведенного метода.

В Bevel также входит флажок Generate UV Coordinates для применения к сторонам объекта с фаской координат распределения. К наконечникам объекта координаты распределения необходимо применять вручную.